Gli scienziati creano chip per computer sostenibili a base di legno

scienziati di trucioli di legno scoprono come realizzare componenti di computer basati su 150526123835 1 campana 540x360I chip Yei Hwan Jung Wireless sono buoni per molte cose, ma l'ambiente sicuramente non è uno di questi. La maggior parte contiene arseniuro di gallio, una sostanza chimica tossica per i polmoni dei piccoli animali, e la stragrande maggioranza non è biodegradabile: le parti non riciclabili si accumulano nelle discariche o subiscono una pericolosa estrazione da parte di lavoratori mal pagati. E data la proiezione di Gartner di 25 miliardi di dispositivi connessi entro il 2020, la necessità di alternative più pulite non potrebbe essere più palpabile. Per fortuna, una soluzione potrebbe essere dietro l'angolo grazie a una collaborazione tra l'Università del Wisconsin-Madison e il Department of Agriculture Forest Products Laboratory (FPL) con sede a Madison.

In un articolo pubblicato sulla rivista Nature Communications, i ricercatori delle istituzioni partner descrivono la loro creazione: un chip semiconduttore composto quasi interamente da nanofibrille di cellulosa (CNF), un materiale flessibile e biodegradabile a base di legno. Hai letto bene: una parte del computer prodotta dagli alberi. La chiave, a quanto pare, era restringere il componente giusto per la sostituzione: il team alla fine ha optato per lo strato di supporto (substrato) del chip del computer perché "la maggior parte del materiale in un chip è supporto", professore di ingegneria elettrica e informatica di UW-Madison Zhenjiang "Jack" Ma ha detto a Science Daily. "Usiamo solo meno di un paio di micrometri per tutto il resto."

La cellulosa realizzata per il chip usa e getta più sicuro - "puoi metterli nella foresta e il fungo la degraderà", ha detto Ma - ma ha una caratteristica problematica: una tendenza a perdere forma a seconda della sua umidità. "Il legno è un materiale idroscopico naturale e potrebbe attirare l'umidità dall'aria ", ha detto a Science Daily Shaoqin Gong, professore di ingegneria biomedica dell'UW-Madison. I ricercatori sono riusciti a risolverlo rivestendo la cellulosa con una resina epossidica. "Con un rivestimento [...] sulla superficie della [cellulosa], abbiamo risolto la levigatezza della superficie e la barriera contro l'umidità", ha detto.

La compatibilità ambientale non è l'unico vantaggio conferito dalle patatine a base di cellulosa. Yei Hwan Jung, uno studente laureato in ingegneria elettrica e informatica e coautore dell'articolo, ha detto a Science Daily che oltre ad essere "sostenibili, biocompatibili e biodegradabili", i chip wireless da materiali derivati ​​dal legno richiedono anche un numero significativamente inferiore tossine da fabbricare. “Ho realizzato 1.500 transistor all'arseniuro di gallio in un chip da 5 x 6 millimetri. Tipicamente per un chip a microonde di quelle dimensioni, ci sono solo da otto a 40 transistor. Il resto dell'area è solo sprecato ", ha detto. "Prendiamo il nostro progetto e lo mettiamo su [cellulosa] utilizzando una tecnica di assemblaggio deterministica, quindi possiamo posizionarlo ovunque vogliamo per creare un circuito completamente funzionale con prestazioni paragonabili ai chip esistenti".

I chip a base di cellulosa potrebbero un giorno fare il salto dall'esperimento di laboratorio alla merce, e Ma pensa che la facilità di attrezzare le moderne strutture di produzione con i materiali necessari potrebbe accelerarne l'adozione. Per la salute e per l'ambiente, si spera che quel giorno non sia lontano.